ELIXIR skaitļošanas platforma – dzinējspēks datos balstītai dzīvības zinātņu pētniecībai Eiropā
Pieaugot datu apjomam dzīvības zinātnēs – bioloģiskās daudzveidības līdz precīzijas medicīnai – strauji mainās arī nepieciešamā infrastruktūra šo datu glabāšanai, pārsūtīšanai un analīzei. Šīs pārmaiņas centrā atrodas Eiropas dzīvības zinātņu informācijas infrastruktūra (ELIXIR) – decentralizēta starpvaldību organizācija, kas balstās uz piecām pamatplatformām: dati, rīki, skaitļošana, savietojamība un apmācības. Šajā rakstā uzmanība pievērsta skaitļošanas platformai, kas veicina atklājumus, kuru pamatā ir dati, nodrošinot mērogojamu, federētu un drošu piekļuvi skaitļošanas resursiem visā Eiropā.
Vizualizācijas: attēls, kas simbolizē skaitļošanu (avots: https://pixabay.com/), ikonas (https://www.vecteezy.com/) un ELIXIR logotips (https://elixir-europe.org/)
Ir pagājuši laiki, kad pētnieki lejupielādēja datus un veica analīzes uz lokālajiem datoriem. ELIXIR skaitļošanas platforma ļauj zinātniekiem pārvietot savas darbplūsmas tieši tur, kur atrodas dati. Federējot mākoņdatošanas un augstas veiktspējas skaitļošanas (angļu val. – high-performance computing; HPC) vidi visā savā nacionālo mezglu tīklā, ELIXIR nodrošina lietotājiem drošu piekļuvi dzīvības zinātņu datiem, to analīzi un koplietošanu, neapdraudot ātrumu, reproducējamību vai atbilstību normatīvajiem nosacījumiem.
Šīs platformas centrā atrodas Dzīvības zinātņu autentifikācijas un autorizācijas infrastruktūra (angļu val. – Life Science AAI), kas atvieglo piekļuvi datiem dažādās institūcijās un zinātnes nozarēs. Neatkarīgi no tā, vai pētnieki pieslēdzas ar augstskolas piekļuves informāciju, ORCID identifikatoru vai Google kontu, viņi var droši piekļūt aizsargātām vidēm, vienlaikus ievērojot datu aizsardzības regulējumus.
Platformas aktivitātes ir strukturētas piecos savstarpēji koordinētos darba virzienos, no kuriem katrs risina kādu būtisku ELIXIR skaitļošanas stratēģijas aspektu. Viens no virzieniem nodrošina saskaņotību ar Eiropas iniciatīvām, tostarp Genomu datu infrastruktūru (angļu val. – Genomic Data Infrastructure; GDI), Eiropas Atvērto zinātnes mākoni (angļu val. – European Open Science Cloud; EOSC) un GAIA-X, kā arī vada sadarbību ar ELIXIR kopienām un veicina ilgtermiņa ilgtspējas plānošanu. Cits darba virziens pilnveido piekļuves kontroles mehānismus, ieviešot daudzfaktoru autentifikāciju un mūsdienīgas identitātes pārvaldības risinājumus. Šie uzlabojumi ir būtiski drošu un savietojamu pakalpojumu nodrošināšanai visā ELIXIR tīklā. Vēl viens darba virziens izstrādā drošas virtuālās pētniecības vides, kurās zinātnieki var analizēt sensitīvas datu kopas – piemēram, cilvēka genoma datus – nepārvietojot datus fiziski. Šīs infrastruktūras ir veidotas saskaņā ar privātuma aizsardzības principiem un tiek ieviestas sadarbībā ar GDI un EOSC. Mākoņdatošanas izvietošanas un pakalpojumu koordinācijas darba virziens, savukārt, izstrādā hibrīdmākoņa vidi, kas integrē nacionālo infrastruktūru ar komerciālajiem pakalpojumu sniedzējiem. Izmantojot tādus rīkus kā ELIXIR Cloud SDK, tas ļauj veidot reproducējamas darbplūsmas, izmantojot tādas platformas kā Galaxy un Nextflow. Piektais darba virziens veicina darbplūsmu reproducējamību, izmantojot tādus rīkus kā RO-Crate, un izstrādā uzskaites sistēmas un uzraudzības paneļus, lai palīdzētu pētniekiem un pakalpojumu sniedzējiem sekot līdzi resursu izmantojumam un to optimizēt tos visā ekosistēmā.
ELIXIR skaitļošanas platforma cieši sadarbojas ar citām ELIXIR platformām, tematiskajām ELIXIR kopienām un starptautiskām iniciatīvām, piemēram, Genomikas un veselības globālo aliansi (angļu val. – Global Alliance for Genomics and Health; GA4GH), nodrošinot saskaņotību ar globālajiem standartiem un ētiskajiem ietvariem. Tā iesaistās arī plaša mēroga Eiropas projektos, tostarp EuroHPC, un sadarbojas ar Eiropas Atvērto zinātnes mākoni (EOSC), lai dzīvības zinātņu pētniekiem būtu pieejama pasaules līmeņa digitālā infrastruktūra, kas veicina atvērtu un FAIR (atrodami, pieejami, savietojami un atkārtoti izmantojami) datu izmantošanu.
No bioloģiskās daudzveidības līdz precīzijas medicīnai – ELIXIR skaitļošanas platforma veido pamatu plaša mēroga pētniecībai dzīvības zinātnēs. Ieguldot federētā skaitļošanas infrastruktūrā, uzticamos piekļuves risinājumos un lietotājam pielāgotos rīkos, ELIXIR nodrošina, ka zinātnieki visā Eiropā ir gatavi mūsdienu datu intensīvās zinātnes izaicinājumiem.
Platformas darbu vada Luděk Matyska (ELIXIR Čehija), Juha Törnroos (ELIXIR Somija) un Harald Wagener (ELIXIR Vācija), savukārt koordināciju nodrošina Jonathan Tedds no ELIXIR Centrālā mezgla.
Lai gan Latvija vēl nav ELIXIR dalībvalsts, tās pētnieciskās institūcijas – īpaši augstas veiktspējas skaitļošanas (HPC) pakalpojumu sniedzēji – jau tagad var iesaistīties ELIXIR platformu darbībā, izmantojot vairākus kanālus. Latvijas organizācijas var piedalīties ES finansētos sadarbības projektos, (piemēram, tādos, kuri saistīti ar Eiropas Atvērto zinātnes mākoni (EOSC) vai Genomikas datu infrastruktūru (GDI)) kur ELIXIR ir nozīmīgs partneris. Tāpat iespējams sniegt tehnisko ekspertīzi ELIXIR pasūtītajos pakalpojumos, piedalīties atvērtajās darbnīcās vai neformāli sadarboties ar esošajiem ELIXIR mezgliem. Tomēr pilnvērtīga un stratēģiska iesaiste ELIXIR platformās – tostarp lēmumu pieņemšanā, pakalpojumu nodrošināšanā un tieša piekļuve platformu koordinācijai – kļūs iespējama tikai pēc tam, kad Latvija oficiāli kļūs par ELIXIR dalībvalsti.
Kā jau iepriekš ziņots, 2025. gada 1. jūnijā Rīgas Stradiņa universitāte (RSU) sāka projektu Rīgas Stradiņa universitātes dalība Apvārsnis Eiropa programmā (projekta nr. 1.1.1.5/3/25/I/014), kas paredz īstenot vienu no jaunajiem Latvijas Nacionālās partnerības un rīcības plāniem Eiropas Stratēģijas foruma pētniecības infrastruktūru jautājumos (ESFRI) / Eiropas pētniecības infrastruktūras konsorcija (ERIC) ietvaros – Latvijas integrāciju ELIXIR. Viens no šā projekta galvenajiem mērķiem ir nodrošināt Latvijas pilntiesīgu dalību ELIXIR, tādējādi paverot iespējas nacionālajiem pētniecības infrastruktūras veidotājiem līdzdarboties arī skaitļošanas platformas attīstībā un integrēt Latvijas digitālo infrastruktūru Eiropas dzīvības zinātņu datu ekosistēmā.
